带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的利记博彩app

专利名称：带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的利记博彩app
技术领域：
本发明通常与各种旋转式鼓风机和压缩机领域相关，细属用于多转子多螺旋叶螺杆式压缩机的旁支脉动陷阱，具有减少脉动，噪音和振动危害，提高变エ况气动效率而不需要串接脉动减振器和使用变内容积比滑阀等特点。
背景技术：
螺杆式压缩机使用ー对多螺旋叶螺杆的对转来增加气体的压力，在干式螺杆压缩机中，一对同步齿轮保证阴阳两个转子间的细小间隙，而喷油式螺杆压缩机则依靠润滑油来密封阴阳两个转子间的间隙，并具有冷却作用。螺杆压缩机可以适用于宽广的流域和不同的介质(如不同气体或气液两相)，因此被广泛地应用于各种各样的エ业或民用应用，如给天然气管道增压，将其从生产基地输送到成百上千公里以外的千家万户，或用于各种石油化工流程的驱动和エ厂车间内压缩空气的气源。另外，螺杆式压缩机还是大型空调制冷循环中的心脏。螺杆式压缩机将轴功率转换为被压缩介质(广义上包括不同的气体或气液两相) 的内能。它的工作原理是通过一对螺杆形成密闭的工作腔，并在旋转过程中使得容积縮小来压缩气体。其本质仍是容积式压缩机，都含有一个进气ロ，一个容积可变化的工作腔(压縮腔)和一个排气ロ。压缩过程都是循环性的，即进气ヰ密闭ヰ压缩ヰ排气ヰ消音降噪。 图加-加展示了传统螺杆式压缩机的压缩循环原理图。当转子从0-90度吋，进ロ处转子间的工作容积逐渐増大，这时气体从进气ロ进入气缸壁和螺旋叶形成的工作腔，直到在约90 度工作容积变到最大吋，工作腔对进ロ关闭(密闭)；在90-230度吋，工作腔一方面随转子的旋转向出ロ移动，一方面工作腔容积逐渐縮小，气体压力逐渐升高，当压缩腔压カ达到一定的设计值吋，也即在约230度吋，排气ロ打开，气体从排气ロ排出，进入串接的消音器或脉动减振器。由于整个过程是由ー对高速旋转的螺杆连续完成，比往复式压缩机的速度可以快很多，具有尺寸小运转平稳等优点。但螺杆式压缩机的机理本质仍和其它容积式压缩机相同，也是将原本连续的气流分成一个个与压缩机工作腔大小相同的不连续的流体团，再将其压缩并在排气后重新汇合到一起，故气流或压カ脉动为螺杆式压缩机的固有属性，其频率为压缩腔単位时间的排气次数，而脉动大小则与排气时压缩腔内与排气ロ处(也称系统背压)的压カ差相关。通常将排气时压缩腔的压カ大于排气ロ压カ的エ况叫过压縮，而将排气时压缩腔的压カ小于排气ロ压力的エ况叫欠压縮。对于有定压缩比的压缩机，当系统所需压カ(背压)变化吋，都会有过压缩或欠压缩的情形出现，而过压缩或欠压缩的程度大小是产生气流或压カ脉动的直接来源。大的压力脉动和气流脉动会使下游的系统零部件产生疲劳破坏，并诱发很大的振动和噪音(可达140dB以上)，是容积式压缩机的致命缺点。作为螺杆压缩机的ー个特例，罗茨型鼓风机由于没有内压縮，总是处于欠压缩状态(100%欠压缩)，其欠压缩大小等于进排气的压差，所以罗茨风机的严重气体脉动是由其机理决定而天生存在的。为了控制螺杆式压缩机的排气ロ气流脉动，通常的办法是在压缩机排气ロ串接一个消音器或脉动减振器，这些消音器或脉动减振器以抗式或阻抗复合式为主，内有空腔、隔板和多孔管等。其降噪和减小气流脉动的效果一般很显著，可达20_40dB，但也有明显的缺点，如在消音器内有流动损失，损失大小与脉动的衰减大小成正比，另外，消音器本身的体积重量和成本，其板焊结构和额外的表面积使其会产生很大的振动并辐射噪音，并且其内部结构受气流脉动的作用，会产生疲劳破坏并潜在地导致下游系统的破坏。针对上述问题，已经有不同的技术试图取代通常在出口串接消音器或脉动减振器的做法。比如，美国专利4，215，977 (发明人Weatherston)，提出逆流降噪减振，及美国专利5，051，077(发明人Yanagisawa)，提出改变出气ロ几何形状以致出ロ逐渐打开并降噪减振。然而，这两种方法的降噪减振效果都是有限的一般只有5-10dB，在压缩机出口仍需要串接消音器或脉动减振器，没能从根本上取代串接消音器。究其原因，可能是对气流脉动机理和客观现象认识的局限性。另外，在欠压缩或过压缩时(也称变エ况)，螺杆压缩机的效率会下降，传统的解决方法是采用调节滑阀，来改变内容积比(即内压缩比)，使得压缩腔的压カ在变エ况时也可以等于系统所需压カ。但此系统结构复杂，操作困难，成本高昂，不适于普遍应用。

发明内容
为了解决以上问题，本发明从一种新的气流脉动机理入手(图la、图lb，激波管原理图)，提出了脉动问题的主要起因是流体和强波的相互作用的新观点，图2f-2g展示了传统螺杆式压缩机在欠压缩或过压缩吋，排气ロ突然打开后所激发的压缩波和膨胀波向压缩腔和排气管道传播的新机理图，并在此基础上提出了取代通常在排气ロ串接消音器或脉动减振器的新方法-旁支脉动陷阱方法，这样不仅可以减少脉动，噪音和振动危害，而且不需要串接脉动减振器和使用变内容积比滑阀，并使得变エ况气动效率和安全可靠性更好，同时又大大减少系统的体积重量和成本。因此，本发明的第一个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，它与压缩腔并联，可以在出口排气前控制气流和压カ脉动及其诱发的噪音和振动。本发明的另ー个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，它与压缩腔并联，以等同的变エ况气动效率取代传统变内容积比调节滑阀，结构简单安全可靠性好。本发明的另ー个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，它与压缩腔并联为一体，取代传统串接消音器，体积小重量轻安全可靠性好。本发明的另ー个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，可以在宽广的压比范围内控制气流和压カ脉动及其诱发的噪音和振动。本发明的另ー个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，可以在不同速度或宽广的排气频率范围内控制气流和压カ脉动及其诱发的噪音和振动。本发明的另ー个目的是提供一种崭新和独特的螺杆式压缩机旁支脉动陷阱的设计与结构，其系统变ェ况(不同压比或不同速度时的ェ况)气动效率要大大高于传统的带串接消音器或脉动减振器的效率，达到使用变内容积比调节滑阀的效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，它包括a.至少ー气缸，上有气流进气ロ，气流排气ロ和两者间具有内压缩比的压缩腔； 气缸还包括与压缩腔相邻并联的脉动陷阱腔；在气缸内机売上至少有ー个射气ロ连接压缩腔和脉动陷阱腔，在脉动陷阱腔上至少有ー个反馈回气ロ将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的排气ロ相连接；b.安装在气缸内的ー对平行多螺旋叶转子，转轴由气缸内的轴承支持，反向旋转来压缩并推动气流从进ロ到出口的流动；c.旁支脉动陷阱，包括与气缸压缩腔并联的脉动陷阱腔，其内有多种气流脉动衰减设置，或气流脉动能量回收设置，或气流脉动隔离设置；在压缩腔内至少有ー个射气ロ (陷阱进ロ)连接压缩腔和脉动陷阱腔，在脉动陷阱腔上至少有ー个反馈回气ロ将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的排气ロ相连接；d.此带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机能够在源头减少气流脉动，噪音和振动危害，提高变エ况气动效率而且不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。所述的射气ロ位于离开压缩机气流进ロ距离等于或大于邻近两螺旋叶间距处，压缩机出气ロ之前。所述的射气ロ的形状为等面积形状，或反馈流方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。所述的脉动减震设置包括至少ー层多孔板。所述的脉动减震设置包括至少ー个隔板和至少ー个隔板上的多孔管。所述的脉动减震设置包括至少ー层多孔板，上面至少有ー个可以与脉动陷阱进ロ 阀门异步关闭或开启的阀门，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开启。所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔。所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔，与之并联至少有ー层多孔板。所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔，与之并联至少有ー个可以与脉动陷阱进ロ阀门异步关闭或开启的阀门，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开启。所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞和与之并联的至少ー个多孔板来吸收脉动能量，并将此能量用于驱动从陷阱出口流向陷阱进ロ的反馈回流。所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞来吸收脉动能量，与之并联至少有ー个开ロ，吸收的能量用于驱动经过此开ロ的反馈回流。所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞来吸收脉动能量，与之并联至少有ー个可以与脉动陷阱进ロ阀门异步关闭或开启的阀门，吸收的能量用于驱动经过此阀门的反馈回流。所述脉动陷阱还包括至少ー个安置在压缩机排气ロ处的多孔板，处于脉动陷阱出 ロ之如或之后。
所述脉动隔离设置包括至少ー个安置在陷阱出口的控制阀门。所述脉动隔离设置包括至少ー个安置在陷阱出口的控制阀门以及脉动陷阱内至少ー层多孔板。安置在陷阱出口的脉动隔离阀门是单向阀，如簧片阀或异步旋转阀，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开启。阀门是簧片阀，或是旋转阀，或是簧片阀和旋转阀的混合。多孔板孔的形状为等宽形状，或反馈流方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。多孔板孔的形状为等宽形状，或出口排气方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。旁支脉动陷阱腔内或腔壁上，至少有ー层吸音材料或类似功能的设置，使得陷阱内的波动尽快转换成热。这些和其它新颖性以及本发明的目的，将通过以下有关示图和文字详细描述、讨论和权利要求而更为清晰。


參考有关图示的目的仅仅是为了说明，但不限于图示，现说明如下图la、图Ib是ー个激波管原理图，表示内部隔膜突然打开后所激发的流动、波动和压カ分布，也是本发明的脉动产生机理图；图(此前エ艺)是ー个典型的传统4x6螺旋叶数的双螺杆压缩机压缩过程循环原理图，压缩机出口处串接消音器；图2f-2g是图2d中排气瞬间的局部放大图，展示在欠压缩或过压缩时排气ロ突然打开后所激发的压缩波和膨胀波向压缩腔和排气管道的传播；图3a_3e (此前エ艺)展示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机新的压缩循环原理图；图3f_3g是图3d中排气瞬间的局部放大图，展示在欠压缩或过压缩时脉动陷阱进ロ突然打开后所激发的压缩波和膨胀波向压缩腔和脉动陷阱腔的传播；图如和4b是三维和局部剖面图，表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的一个最佳实现方案使用阻式脉动衰减器，并展示脉动陷阱入口(射气ロ)的不同几何形状；图4b是图如的A-A剖视图；图如和恥-5(是三维和局部剖面图，表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的另外ー个最佳实现方案在脉动陷阱回流ロ之前或之后使用多孔板来隔离波动向下游的传播；图5b、图5c是图fe的B-B剖面；图6a、图6b、图6c是ー个剖面图，表示本发明螺杆式压缩机旁支脉动陷阱所使用的多孔板的几种形状；图6a是板孔；图6b是喷管；图6c是拉法尔喷管。图7是三维剖面图，表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的另ー个最佳实现方案使用共振腔；图8a，8b和8c为三维和局部剖面图，图8表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的另ー个最佳实现方案使用隔膜来吸收脉动并协助反馈流动；图9a和9b为局部剖面图，表示用于本发明旁支脉动陷阱的旋转阀和簧片阀；
图10a，IOb和IOc为三维和局部剖面图，图10表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的另ー个最佳实现方案使用活塞来吸收脉动并协助反馈流动；图Ila和lib为局部剖面图，表示本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的另一个最佳实现方案在脉动陷阱出口处使用阀门来隔离。图lib是图Ila的A-A剖面图。
具体实施例方式尽管下面将參照有关图示来描述本发明的具体实现方案，但应该理解，这里的实现方案仅仅是作为例子和说明，而根据本发明的原理可以实现的其它方案则有很多种。很明显，对于熟悉这些エ艺的人，在本发明范畴内的各种各样的变化和修改，将被认为属于本发明的精神、范围和考虑之列，这将在附加的权利要求中进ー步明确。另外需要指出的是，尽管有关图示和描述采用的是4x6螺旋叶数的双螺杆压缩机的欠压缩エ况来叙述本发明的具体实现方案，其原理和精神也可以用于其它阳阴螺旋叶数組合，如2x4，3X4，3X5，k6，等；转子数也可以是三螺杆或单螺杆，只要能构成旋转螺杆压縮腔；最佳エ况主要适用于欠压縮，但也可适用于过压缩エ况。同样原则还适用于介质无论是空气还是其它真实气体，气(汽)态或汽液两相流(如空调制冷介质)。最后，此原理也适用于螺杆式膨胀机，不同之处在于膨胀机使用压差来产生轴功。作一个简短介绍，本发明螺杆式压缩机的旁支脉动陷阱，包括一气缸，上有气流进 ロ，气流排气口和两者间的压缩腔。还包括与压缩腔并联的脉动陷阱腔，其内有多种气流脉动衰减设置，或气流脉动能量回收设置，或气流脉动隔离设置。在气缸机売上至少有ー个射气ロ(陷阱进ロ)连接压缩腔和脉动陷阱腔，至少有ー个反馈回气ロ(陷阱出口)将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的气流排气ロ相连接。本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，还包括安装在气缸压缩腔内的ー对平行多螺旋叶转子，转子由气缸内的轴承支持，反向旋转来压缩并推动气流从进ロ到出口。本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，减少气流脉动，噪音和振动危害，提高变エ况气动效率而不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。总的来说，带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机在排气ロ排气之前，将气流脉动诱到脉动陷阱内予以衰减，这样在压缩机排气ロ排气时，气流已无脉动。參考图3a到;Be，这里展示的是带有旁支(并联)脉动陷阱螺杆式压缩机的压缩循环原理图。广而言之，脉动陷阱的策略是在气流到压缩机排气ロ之前，将气流脉动先诱到脉动陷阱内再予以衰减，这样在压缩机排气ロ排气时，气流已无脉动。图加到加显示的是最常用的传统压缩循环及衰减脉动方法-串接消音，它的脉动衰减发生在压缩机排气ロ之后，脉动衰减器与压缩腔排气ロ串联连接；而本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的脉动衰减则发生在压缩机排气之前，脉动衰减器(即脉动陷阱)与压缩腔并联连接。相对于传统压缩循环，两者的进气密闭和压缩冲程仍相同，但排气和脉动衰减冲程的次序则反过来了。脉动陷阱在气缸上有个射气ロ(即陷阱进ロ)，连接压缩腔和脉动陷阱腔，并且有一个反馈回气ロ(即陷阱出气ロ)，将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的排气ロ相连接。脉动陷阱腔内有气流脉动衰减设置，它在气流排出压缩机排气ロ之前(而不是传统压缩循环在气流排出压缩机排气ロ之后)，将气流脉动先诱到脉动陷阱内，再予以衰减，这样在压缩机排气ロ排气时，气流已无脉动。如图3f所示欠压缩ェ况，在压缩腔突然向脉动陷阱腔打开的瞬间，由于压缩腔和脉动陷阱腔之间存在压カ差(欠压缩エ况时的压差，因为脉动陷阱腔与压缩机出口连接，故压カ接近出口压力)，根据激波管理论，此时在陷阱进ロ会激发出一系列的波和流动。所产生的压缩波将向低压的压缩腔传播并压缩里面的气体，而与此同时产生的膨胀波将向高压的陷阱腔内传播，并在那里被脉动减震设置所阻挡并衰减。因为波的传播速度是转子线速度的5-10倍，波动的衰减在叶顶转到压缩机出口时已经完成，即陷阱进ロ开启只需在排气ロ打开之前一点即可，目标是在压缩机排气ロ排气时，气流脉动在脉动陷阱内已衰减完毕。图3g展示了过压缩时类似的过程，即脉动陷阱进ロ突然打开后所激发的压缩波和膨胀波分别向脉动陷阱腔和压缩腔的传播。本发明带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机的脉动衰减与传统的排气ロ串联连接的衰减器或消音器的差別在于排气和脉动衰减的时间先后不像传统方法那样等到排气ロ 排气之后再衰减(压缩腔和脉动衰减是串联关系)，旁支脉动陷阱方法则将脉动衰减提前到排气前，在压缩机排气口前的射气ロ即开始均压过程(将欠压部分消除掉)，这样赢得了充分的时间，而且均压和脉动衰减同时进行，即压缩腔和脉动衰减是并联关系。这样做有几个好处。首先，脉动流得以从主流中分离出来，对脉动流的衰减治理将不影响气缸中的主流，而串接衰减器中脉动流和主流则是混合在一起的，脉动流的衰减也直接影响主流，导致总的流动损失増加，变エ况效率下降。第二，旁支脉动陷阱离脉动源头近，并可以与压缩机气缸设计成为一体，在源头来控制气流脉动及其诱发的噪音和振动，因而体积小重量轻，取代了传统外接消音器。參考图如和4b，这里显示的是ー个典型的为实现本发明带有旁支脉动陷阱50的螺杆式压缩机10的最佳方案。本发明带有旁支脉动陷阱50的螺杆式压缩机10通常包括 ー气缸内机壳20，上有气流进ロ 36，气流排气ロ 38，气缸内的阴阳转子对12和与内机壳20 之间所形成的压缩腔37。气缸内机壳20和外机壳观之间空间形成脉动陷阱腔51，其内有各种气流脉动衰减设置43，如至少ー层多孔板。在气缸内机壳20上至少有ー个射气ロ 41 (陷阱进ロ)连接压缩腔37和脉动陷阱腔51，至少有ー个反馈回气ロ 48 (陷阱出口)将脉动陷阱腔51出口 48与螺杆式压缩机的气流排气ロ 38相连接。作为本发明ー个重要的新颖性和独特性，螺杆式压缩机10的的内机壳20为旁支脉动陷阱50所包裏。如图如和4b所示的最佳方案中，旁支脉动陷阱50包括组成缸体的气缸内机壳20和外机壳观，两者之间形成脉动陷阱腔51，其内有气流脉动衰减设置43，或气流脉动能量回收或隔离设置(未显示)。气缸内机壳20上的射气ロ 41 (陷阱进ロ)将压縮腔37和脉动陷阱腔51连接，而气缸内机壳20上的反馈回气ロ 48 (陷阱出口)则将脉动陷阱腔51与螺杆式压缩机的气流排气ロ 38相连接。如图3f和图4b所示，在叶轮螺旋叶顶密封刚刚转过脉动陷阱进ロ 41吋，陷阱进ロ 41突然开启，即压缩腔37突然向脉动陷阱腔51打开，由于两者间存在压カ差(即压缩机欠压缩的量)，根据激波管理论，此时在陷阱进ロ 41会激发出一系列的波动和流动。所产生的压缩波和诱生的脉动流将传向低压的压縮腔37并继续压缩里面的气体，而与此同时产生的膨胀波将朝相反方向的高压陷阱腔51 内传播，并在那里被脉动衰减设置43所阻挡并衰减。在图如和4b上，小箭头53表示脉动流或反馈流的流向如下由压缩机出气ロ 38经过陷阱出ロ 48进入陷阱腔51，再经过脉动衰减设置43，收敛到陷阱进ロ 41，最后释放到压缩腔37内。而图中的大箭头则表示转子12 的旋转方向和压缩腔37内主流流动和排气方向。
当传统螺杆式压缩机10配有本发明旁支脉动陷阱50吋，它可以减少脉动，噪音和振动危害，提高变エ况气动效率而且不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。旁支脉动陷阱50的工作原理如下。參照图3a_3g和图^_4b，带有旁支脉动陷阱 50的螺杆压缩机10的进气密闭和压缩冲程与传统螺杆式压缩机相同(參见图2a-2c)，但排气和脉动衰减冲程的次序则相反。如图2(1- 所示，传统的排气和脉动衰减要等到压缩完毕即压缩机排气ロ 38打开后进行，而脉动陷阱在气缸内机壳20上额外有个射气ロ(陷阱进ロ)41 (图3f)，会在压缩完毕之前开启，而此时压缩机排气ロ 38仍未打开。当压缩腔 37突然向脉动陷阱51打开时，如果两者间没有压差，根据激波管理论，这时不会产生脉动， 即压缩腔37与脉动腔51之间没有脉动流产生。但如果两者间存在压カ差，如欠压缩エ况时脉动陷阱内51的压カ大于压缩腔37的压力，这时会在陷阱进ロ 41处激发出一系列的波和流动。所产生的压缩波和脉动流将向低压的压缩腔37传播并压缩里面的气体，而与此同时产生的膨胀波将向高压的陷阱腔51内传播，并在那里被脉动衰减设置43所阻挡并衰减。 为了增加脉动衰减速率，可以在脉动陷阱腔51内部或腔壁上使用ー些吸音材料或设置，使得陷阱内的波动尽快转换成热。因为波的传播速度是转子12线速度的5-10倍，波动的衰减在螺旋叶顶转到压缩机出ロ 38时已经完成，因而在压缩机排气时与出ロ 38之间已无压差，即气流已无脉动，因此不再需要串接出ロ脉动衰减器。另外，在压缩腔37突然向脉动陷阱腔51打开的瞬间，在陷阱进ロ 41处也会激发出脉动流。根据激波管理论，诱发的流体速度可以很大，大到接近或超过音速，所以有必要在射气ロ采用不同形状的喷嘴来适应流速的需要。图4b展示了除孔板外的另外两种喷嘴 收敛式喷管63或拉法尔喷管65 (先收敛再扩展)，可以使用ー个或数个，喷管63比孔板能増加高速流动时的流量和效率，拉法尔喷管65则可超音速。同样，当脉动陷阱51内的衰减设置43是多孔板吋，通过孔洞的诱发流体速度可以很大，这时也可以使用比孔板61流动损失更小的喷管63和65来提高反馈回流流量和效率，其几何形状如图6所示，数量上可以使用ー个或多个。图3g则展示了过压缩エ况时类似的工作过程，即脉动陷阱进ロ 41突然打开后所激发的压缩波脉动流和膨胀波分别向脉动陷阱腔51和压缩腔37的传播，但过压缩エ况效率远远低于欠压缩エ况的效率，所以在设计时应尽量避免，这样单向流动喷管63和65就可以适应宽广的エ况范围，提高变エ况效率。图fe展示了本发明螺杆式压缩机10另ー种带有旁支脉动陷阱60的最佳实现方案置于压缩机排气ロ处的波动反射板设置49来辅助以上脉动陷阱50的工作，图恥和5c 分别显示波动反射板49置于脉动陷阱出ロ 48之前或之后。其工作原理是依靠波动反射板 49阻波通流的功能，将压缩机排气ロ处和脉动陷阱腔内可能剰余的脉动阻隔在压缩机内， 而允许所排气体排出。图6展示了几种多孔板形式的波动反射板49设计，形状可以是孔板 61或收敛式喷管63或拉法尔喷管65 (先收敛再扩展)，可以使用ー个或数个，喷管比孔板能减少高速流动时的损失，因而提高压缩机效率，拉法尔喷管65则可超音速，单向流动喷管63和65的方向设置为排气方向。图7展示了本发明螺杆式压缩机10另ー种带有旁支脉动陷阱70的最佳实现方案使用亥姆霍兹共振腔71来减少脉动。理论上，亥姆霍兹共振腔使用四分之一波长在共振腔内互相抵消的原理，对单ー频率的脉动衰减很有效。因为螺杆式压缩机的脉动频率与
10转速直接相关，在定转速时频率単一。此最佳实现方案中，由脉动陷阱进ロ 41产生的単一频率脉动，可由与之邻近的亥姆霍兹共振腔71来衰减，亥姆霍兹共振腔71也可与脉动减振器43—井使用。图8展示了本发明螺杆式压缩机10另ー种带有旁支脉动陷阱80的最佳实现方案使用隔膜来回收气流脉动能量、减少脉动并协助反馈进气。图8a展示ー个阀门设置，图 8b展示两个阀门设置，图8c则是没有阀门而使用衰减器的设置。另外，图8b中，上面的转子展示了充能过程，这时陷阱进ロ 41和阀门82对压缩腔37打开而陷阱出ロ 48和阀门83 关闭；同样，下面的转子展示了放能过程，这时陷阱进ロ 41和阀门82对压缩腔37关闭而陷阱出ロ 48和阀门83则打开。阀门82和83可以是满足以上功能的任何形式的阀门，图9 给出旋转阀门和簧片阀门作为例子。此最佳实现方案的充能过程工作原理如图8b显示，在压缩腔37突然向脉动陷阱51打开的瞬间，产生的压缩波将向压缩腔37传播，而与此同时产生的膨胀波将向陷阱腔51内传播，由于压缩腔37的压カ小于陷阱腔51的压力，此时隔膜81会被拉向陷阱进ロ 41，同时也吸收了脉动能量，并将之储存于弹性变形(充能)。这时处于陷阱出ロ 48处的阀门83处于关闭，因此将脉动波有效的隔离于脉动陷阱内。随着转子的转动，压缩腔37和陷阱腔51的压カ差逐渐消失，隔膜81会由储存的能量驱动而反弹(放能)，降低陷阱腔内的压力，进而引起反馈流动通过这时业已打开的阀门83，使陷阱腔中的压カ不断増加，因为此时通向压缩腔的阀门82处于关闭状态。通过这样与转子转动同步开启和关闭阀门82和83，脉动能量可以被有效的隔离在陷阱腔51内，并得以有效的吸收和利用，进而达到治理脉动和提高效率的目的。图10和图8相同，但隔膜由活塞替代来吸收脉动并协助反馈进气。图11a、图lib展示了本发明螺杆式压缩机10另ー种带有旁支脉动陷阱90的最佳实现方案使用控制阀门96来隔离脉动的传播。图Ila和图lib展示了阀门96和脉动衰减设置43并用的三維和局部剖面图。此最佳实现方案的工作原理利用了在欠压缩时陷阱腔内波动和反馈流体运动方向相反的特点，使用单向阀96让流体通过而阻挡反方向传播的波动。图lib中，左边的转子展示了隔离波动过程，这时陷阱进ロ 41对压缩腔37打开而陷阱出口 48处阀门96关闭；同样，右边的转子展示了让反馈流体通过的过程，这时陷阱出 ロ 48处阀门96打开。阀门96可以是满足以上功能的任何形式的单向或可以同步控制的阀门，图9给出旋转和簧片阀门作为后者的例子。此最佳实现方案的隔离过程工作原理如图Ila和图lib欠压缩エ况显示，在压缩腔37突然向脉动陷阱51打开的瞬间，产生的压缩波将向压缩腔37内传播，而与此同时产生的膨胀波将向陷阱腔51内传播，由于此时位于陷阱出口的阀门96处于关闭状态，陷阱腔内的膨胀波被有效的隔离在腔内，由内置的衰减设置43消耗其脉动能量。随着转子的转动，陷阱腔51内的压カ逐渐降低，阀门96会再次打开，驱动反馈流53流入陷阱腔51，使其内的压カ不断増加，直到阀门96再关闭。通过这样不断的与转子转动同步开启和关闭阀门96，脉动能量可以被有效的隔离在陷阱腔51内并衰减棹，进而达到治理脉动的目的。由上可见，本发明提供的有独特性和新颖性的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，能够减少气流脉动，噪音和振动危害，提高变エ况气动效率而且不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。当然，本发明并没有特意拘限于任何特別的形式或配置，或者任何具体的实现方式及任何特指的使用，此中所透露的，在没有离开本发明申请的如上文所示并描述的精神或范围情况下，同样的实质在各种各样的细节或者关系上可能被改变。这里展示的装置或方法仅仅是为了说明和披露一种实现的最佳形式，而非展示所有本发明可能被实现或操作的不同形式或改动。 充分依照专利法律法规，本发明已经有相当多的细节描述，以提供至少有关它体现形式之一的公开技术信息披露。但是，这样的详细描述并无意图从任何方面去限制本发明的那些广泛的特征或者原理。
权利要求
1.一种带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在于，它包括a.至少ー气缸，上有气流进气ロ，气流排气口和两者间具有内压缩比的压缩腔；气缸还包括与压缩腔相邻并联的脉动陷阱腔；在气缸内机売上至少有ー个射气ロ连接压缩腔和脉动陷阱腔，在脉动陷阱腔上至少有ー个反馈回气ロ将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的排气 ロ相连接；b.安装在气缸内的ー对平行多螺旋叶转子，转轴由气缸内的轴承支持，反向旋转来压缩并推动气流从进ロ到出口的流动；c.旁支脉动陷阱，包括与气缸压缩腔并联的脉动陷阱腔，其内有多种气流脉动衰减设置，或气流脉动能量回收设置，或气流脉动隔离设置；在压缩腔内至少有ー个射气ロ连接压縮腔和脉动陷阱腔，在脉动陷阱腔上至少有ー个反馈回气ロ将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的排气ロ相连接；d.此带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机能够在源头减少气流脉动，噪音和振动危害， 提高变エ况气动效率而且不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。
2.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的射气 ロ位于离开压缩机气流进ロ距离等于或大于邻近两螺旋叶间距处，压缩机出气ロ之前。
3.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的射气 ロ的形状为等面积形状，或反馈流方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。
4.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー层多孔板。
5.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー个隔板和至少ー个隔板上的多孔管。
6.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー层多孔板，上面至少有ー个可以与脉动陷阱进ロ阀门异步关闭或开启的阀门，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开启。
7.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔。
8.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔，与之并联至少有ー层多孔板。
9.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置包括至少ー个亥姆霍兹共振腔，与之并联至少有ー个可以与脉动陷阱进ロ阀门异步关闭或开启的阀门，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开Jn ο
10.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞和与之并联的至少ー个多孔板来吸收脉动能量，并将此能量用于驱动从陷阱出口流向陷阱进ロ的反馈回流。
11.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞来吸收脉动能量，与之并联至少有 ー个开ロ，吸收的能量用于驱动经过此开ロ的反馈回流。
12.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述的脉动减震设置或脉动能量回收设置包括至少ー个隔膜或活塞来吸收脉动能量，与之并联至少有一个可以与脉动陷阱进ロ阀门异步关闭或开启的阀门，吸收的能量用于驱动经过此阀门的反馈回流。
13.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述脉动陷阱还包括至少ー个安置在压缩机排气ロ处的多孔板，处于脉动陷阱出口之前或之后。
14.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述脉动隔离设置包括至少ー个安置在陷阱出口的控制阀门。
15.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，所述脉动隔离设置包括至少ー个安置在陷阱出口的控制阀门以及脉动陷阱内至少ー层多孔板。
16.如权利要求6、9、14或15所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干， 安置在陷阱出口的脉动隔离阀门是单向阀，如簧片阀或异步旋转阀，即脉动陷阱进ロ阀门开启它关闭，而脉动陷阱进ロ阀门关闭则它开启。
17.如权利要求12所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，阀门是簧片阀，或是旋转阀，或是簧片阀和旋转阀的混合。
18.如权利要求4、6、8或10所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，多孔板孔的形状为等宽形状，或反馈流方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。
19.如权利要求13所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，多孔板孔的形状为等宽形状，或出口排气方向的横截面积逐渐减小的喷管或反馈流方向的横截面积先逐渐减小再逐渐增大的拉法尔喷管。
20.如权利要求1所述的带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，其特征在干，旁支脉动陷阱腔内或腔壁上，至少有ー层吸音材料或类似功能的设置，使得陷阱内的波动尽快转换成热。
全文摘要
一种带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，减少脉动，噪音和振动危害，提高变工况气动效率而不需要串接脉动减振器和变内容积比滑阀。带有旁支脉动陷阱的螺杆式压缩机，包括一气缸，上有气流进气口，气流排气口和两者间具有内压缩比的压缩腔。还包括安装在气缸压缩腔内的一对平行多螺旋叶转子，转子由气缸内的轴承支持，反向旋转来压缩并推动气流从进口到出口。螺杆式压缩机的旁支脉动陷阱，包括与压缩腔并联的脉动陷阱腔，其内有多种气流脉动衰减设置，或气流脉动能量回收设置，或气流脉动隔离设置。在气缸内机壳上至少有一个射气口连接压缩腔和脉动陷阱腔，至少有一个反馈回气口将脉动陷阱腔与螺杆式压缩机的气流排气口相连接。
文档编号F04C29/06GK102588281SQ201110449760
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年1月5日
发明者黄秀保 申请人:黄秀保